微孔陶瓷催化剂载体及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于催化剂领域，具体涉及一种微孔陶瓷催化剂载体及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 催化剂/酶的固定化技术是使酶催化得到更广泛且有效利用的一个重要手段.它 需要以下3方面的工作来完成：（1)原酶的提取和纯化；(2)载体的制备；（3)酶的固定 化.目前酶的提纯技术和固定化方法的研究已相对发展，固定化酶的成功多是依靠载体的 性能设计合成性能优异且可控的载体，特别是寻找廉价、快速的合成方法，以及对载体的孔 结构进行调节，对孔表面进行功能化修饰。但在实际使用过程中，载体的普适性太差，专业 设计研发周期过长，严重影响了实验向大规模生产的快速转化。
[0003] 微孔陶瓷是一种功能性结构陶瓷，陶瓷体内部或表面含有大量的孔径为微米级或 亚微米级的开口或闭口微孔。这种多孔的固体表面特性，使其具有很大的内表面，即很大的 表面能，从而具有强烈的吸附能力，且以物理吸附为主，脱落再生容易；同时其化学稳定性 高，除氢酸，浓碱外，对所有介质均具有优良的耐腐蚀性，不与其发生化学反应，不会造成一 次污染；热稳定好，不会产生外形变化和孔径变形，在_50°C-50(TC均可使用；并且其主要 原料为贫瘠黏土、废矿渣以及电厂粉煤灰、玻璃厂下脚料等，可广泛应用于各种气体/液体 的过滤及固定化催化剂载体，和适应性载体。
[0004] 陶粒，又名膨胀粘土、火炼石等，是一种质轻有蜂窝状结构的材料，经高温固相烧 结烧制而成。其轻身、耐用、透水及隔热特性意味着它有多元化的应用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种微孔陶瓷催化剂载体及其制备方法，微孔陶粒，解决催 化剂载体普适性低的问题。陶粒粒度低，大规模数量下可变形性强，适应多种实验、生产反 应位置。成本低。
[0006] 本发明所述的一种微孔陶瓷催化剂载体，以质量百分数计，原料组成如下：
[0007] 低质铝矾土 70% -85%，添加剂 10% -25%、分散剂 0.5-1. 5%。
[0008] 添加剂淀粉、糊精、聚乙烯醇或羧甲基纤维素中的一种或多种。
[0009] 低质铝矾土中铝质量含量在25% -45%之间。
[0010] 分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰 胺、古尔胶或脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种。
[0011] 所述的微孔陶瓷催化剂载体的制备方法，步骤如下
[0012] (1)将低质铝矾土进行低于900°C的轻烧，将其球磨细化至200-300目，加入质量 分数在10% -25 %的添加剂和0. 5-1. 5 %的分散剂后混合均匀得混合料；
[0013] (2)将质量分数80-90%的均匀混合料加入造粒机造粒，再加入17% -21 %水分， 加入质量分数为10-20%的干混合料粉抛光得到半成品；
[0014] (3)将半成品烘干至水分在5% -9 %，筛分至2mm-5mm，获得目标粒径；
[0015] (4)陶粒煅烧后升温至 1200°C-1400°C保温 60-120min。
[0016] 步骤⑵中造粒过程中，调整转速至2500-5000rpm/min高速成核后，在 1000-2000rpm/min低速长大成形，在500-1000rpm/min下进行抛光。
[0017] 步骤⑷中升温速率为3°C-10°C/min。
[0018] 步骤⑷中关键温度为400°C-800 °C。
[0019] 添加剂同时具有粘性结合剂和成孔剂的作用。
[0020] 微孔陶瓷催化剂载体的制备方法：
[0021] (1)将A1含量在20% -45%之间低质铝矾土进行低于900°C的轻烧，将其球磨细 化至200-300目，占混合料质量百分比78% -90%，加入混合料质量分数在10% -20%的 添加剂和〇. 5-1. 5%的分散剂后，混合均匀得混合料；
[0022] (2)将质量分数80 % -90 %的均匀混合料加入爱立许立式造粒机造粒，加入 17%-21%水分，调整转子转速，2500-5000印111/111丨11下高速成核，1000-2000印111/111丨11下低速 长大成形，在500-1000印111/1]1；[11下进行抛光，加入质量分数为10%-20%的混合物干粉抛光 保证圆球度。
[0023] (3)半成品烘干，控制水分在5% -9%，使用2mm-5mm501厂筛网筛分，获得目标粒 径。
[0024](4)陶粒煅烧，500°C_800°C，升温速率为 2°C_10°C/min;1200°C_1400°C保温。
[0025] 实验检测：
[0026] ⑴烧成陶粒检测，体积密度0· 4-0.8g/cm3;强度，40MPa压力试验，破碎率< 10%; 孔隙率> 40%，普适于固，液催化剂；-50°C_600°C保温加热120min，无变形。
[0027] ⑵陶粒形体组装检测，将陶粒进行袋状、箱状，板状组装，压力碰撞检测无脱落、碎 片及粉末产生，固定于反应釜中，反应前后检测无污染。
[0028] 结合实际生产需要，进行组装，例如袋状组装，板状组装，柱形组装及各种不规则 形体组装，适应多种实验、生产反应位置。
[0029] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0030] 本发明成本低廉，以低于市场标准A1含量的铝矾土为原料，工艺过程简单。产品 密度小，强度大，抗压，化学性质稳定，普适性强，无污染，可多种形状组装，适应复杂的反应 设计。解决了劣质矿产资源的使用难题。可推广性强，自页岩气革命以来，多家厂家进入了 陶粒生产行业，同质化竞争严重，市场利润率极低。解决催化剂载体普适性低的问题。陶粒 粒度低，大规模数量下可变形性强，适应多种实验、生产反应位置。成本低。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0032] 实施例1
[0033] 配方：质量分数78%、300目的低质铝矾土 700°C轻烧料，轻烧后成分及其质量分 数如表1。
[0034]表1质铝矾土轻烧后成分
[0035]
[0036] 添加剂，质量分数21. 1 %，纯度>99 %水溶性淀粉。
[0037] 分散剂，质量分数0· 9%聚丙烯酸钠。
[0038]工艺：
[0039] (1)将低质铝矾土进行700°C的轻烧，将其球磨细化至300目，加入质量分数在 21. 1 %的添加剂和0. 9 %分散剂混合均匀得混合料；
[0040] (2)将80 %混合料加入至加入爱立许立式造粒机中造粒